一种填料老化生物膜的原位活化方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于生物膜法污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种填料老化生物膜的原位活化方法。
【背景技术】
[0002]在污水处理的二级生化处理系统中，活性污泥法和生物膜法占主导地位，生物膜法由于具有水量水质适应性强、对有机物的去除、脱氮除磷及去除重金属效果良好、动力费用省等优点，得到了广泛的关注和应用。生物膜主要由微生物细胞和它们所产物膜进行生长、成熟和老化的循环。生物膜的载体一般有软性填料、组合填料以及悬浮填料等。软性填料和组合填料由于其具有重量轻、比表面积大、空隙可变、不易堵塞、耐冲击负荷等效果稳定，且造价低、运输方便和组装简易等特点，被率先广泛应用于处理纺织、印染、酿酒、石油化工等工业和生活污水的处理中。但是在实际的废水处理过程中，水质成分复杂，长时间连续处理会造成填料表面形成厚达50cm左右的泥状生物膜，导致生物膜的传质能力大幅降低，对有机物等降解能力受到限制，影响到废水处理厂的正常运行，因此，对老化生物膜进行活化十分必要。
[0003]中国专利申请号为201410734593.4，申请公布日为2015年3月4日的专利申请文件公开了一种老化悬浮生物膜填料修复再生方法，该生物膜填料用于废水处理的生物反应器中，包括:I)将生物膜反应器中的老化生物膜悬浮生物填料取出晾干;2)启动振动筛，使老化且松动的生物膜和在此积聚生成的污泥脱落并随后排出；3)酸碱化学洗脱;采用先混合酸洗，后碱洗;4)酶制剂进一步洗脱;所述酶制剂为蛋白酶;5)将步骤4)处理后的填料晾干，并将填料放回生物膜反应器;6)生物膜再生;通入空气或者氧气，同时加入微量元素营养液实现对生物膜的最终更新。中国专利申请号为201510607465.8，申请公布日为2015年12月2日的专利申请文件公开了一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，该发明的步骤为:一、从污废水处理反应器中取出包含老化生物膜的悬浮填料;二、生物膜挥发性固体含量测定；
三、根据挥发性固体含量数值分别选择处理方案I或处理方案Π，对老化生物膜进行处理；
四、水洗去除填料表面已松动却未脱离的生物膜;五、将含有少量生物膜的悬浮填料返投至反应器，完成异位活化。上述生物膜再生方式均为异位活化方式，需要特殊的清洗设备及清洗池，占地及人工成本较高，且采用酸或碱等非环境友好试剂，存在一定的环境风险。
【发明内容】
[0004]1.要解决的问题
[0005]针对现有的技术无法对生物膜进行原位活化的问题，本发明提供一种填料老化生物膜的原位活化方法，适用于悬浮填料、软性填料及组合填料的生物膜活化，根据处理水质的特点，选择不同的处理方案，本发明的活化剂能够最大程度保留生物膜中相关降解微生物，缩短更新活化时间，且降低活化成本。
[0006]2.技术方案
[0007]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下:
[0008]一种填料老化生物膜的原位活化方法，其步骤为:
[0009]I)分别测定膜生物反应器及深度处理出水的总磷浓度；
[0010]2)根据总磷浓度数值，选择方案1、方案π、方案m、方案IV和方案V中的一种方案，对老化生物膜进行处理；
[0011]3)步骤2)完成后，对膜生物反应器进行强曝气，曝气时间不少于40min，然后停止曝气，静置沉淀，排空；
[0012]4)重复步骤2)-3)，完成生物膜原位活化。
[0013]优选地，步骤2)中当膜生物反应器或深度处理出水的总磷浓度>0.lmg/L时，采用方案I，即栗入初级处理出水，进水后强曝气15-30分钟，然后正常曝气，按比例投加活化剂，活化剂由酰基转移酶和酪氨酸组成。
[0014]优选地，每立方米水中投加15?35g酰基转移酶、4?Sg酪氨酸。
[0015]优选地，步骤2)中当膜生物反应器出水的总磷浓度2 0.03mg/L，且< 0.lmg/L时，采用方案Π，即将膜生物反应器出水重新栗入膜生物反应器中，进水后强曝气15?30分钟，然后正常曝气，在栗入管道中设置混凝池，混凝池中投加铁蛋白，铁蛋白的投加量为每立方米水中投加5?8g。
[0016]优选地，投加铁蛋白的同时投加活化剂，活化剂由酰基转移酶和酪氨酸组成;每立方米水中投加15?35g酰基转移酶、4?8g酪氨酸。
[0017]优选地，步骤2)中当膜生物反应器出水的总磷浓度<0.03mg/L时，采用方案ΙΠ，即将膜生物反应器出水重新栗入膜生物反应器中，进水后强曝气15?30分钟，然后正常曝气。
[0018]优选地，正常曝气时投加活化剂，活化剂由酰基转移酶和酪氨酸组成;每立方米水中投加15?35g酰基转移酶、4?8g酪氨酸。
[0019]优选地，步骤2)中当膜生物反应器中出水的总磷浓度>0.1mg/L，深度处理出水的总磷浓度2 0.03mg/L，且< 0.lmg/L时，采用方案IV，S卩将深度处理出水栗入膜生物反应器中，进水后强曝气15?30分钟，然后正常曝气，在回流管道中设置混凝池，混凝池中投加铁蛋白，铁蛋白的投加量为每立方米水中投加5?8g。
[0020]优选地，投加铁蛋白的同时投加活化剂，活化剂由酰基转移酶和酪氨酸组成;每立方米水中投加15?35g酰基转移酶、4?8g酪氨酸。
[0021 ] 优选地，步骤2)中当膜生物反应器中出水的总磷浓度>0.lmg/L，深度处理出水总磷浓度<0.03mg/L时，采用方案V，即将深度处理出水栗入膜生物反应器中，进水后强曝气15?30分钟，然后正常曝气。
[0022]优选地，正常曝气时投加活化剂，活化剂由酰基转移酶和酪氨酸组成;每立方米水中投加15?35g酰基转移酶、4?8g酪氨酸。
[0023]优选地，正常曝气量为满足水中溶解氧在3?5mg/L范围内的曝气量，强曝气强度为正常曝气的1.5倍。
[0024]优选地，步骤4)中重复步骤2)-3)的次数为5?8次。
[0025]酰基转移酶或酪氨酸在老化生物膜原位活化领域中的应用。
[0026]3.有益效果
[0027]相比于现有技术，本发明的有益效果为:
[0028](I)本发明提供的固定式填料老化生物膜的原位活化方法，根据水质的特点，针对不同的水质及不同的要求采用不同的活化方式，以达到在短时间内低成本高效活化生物膜；
[0029](2)本发明能够在保证污水处理的正常运行条件下，在保留多数功能微生物的前提下，最大程度活化老化生物膜；
[0030](3)本发明的提供的老化生物膜的原位活化方法，能够有效解决膜难以自然脱落更新活化的难题，操作简便，且环境友好，具有广泛应用前景；
[0031](4)本发明的原位活化方法相比于异位老化生物膜活化，可以保证废水处理系统的正常运行，同时工作强度及处理费用会得到大幅削减，更重要的是，原位生物膜活化可以周期运行，保障污水处理系统的持续高效处理能力。
【附图说明】
[0032]图1为本发明的填料老化生物膜原位活化方法的操作流程图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示，一种填料老化生物膜原位活化方法，进行某市政污水处理厂中的好氧组合填料生物膜活化。其中软性填料为聚丙烯腈，该组合填料中的软性填料上被物化污泥和生化沉积污泥所包裹，形成了一串串凹凸的柱状物，填料间空隙变窄或结成片，在表层生物膜下均为黑色粘泥，生物膜的厚度均在20mm以上。该市政污水处理厂中的深度处理工艺为超滤-反渗透。
[0036]本实施例的具体活化过程为:
[0037]步骤一、分别采集膜生物反应器的出水及深度处理后的出水各500mL，加入ImL硫酸进行酸化，然后取25mL样品测定总磷含量，具体步骤参照GB 11893-89，膜生物反应器出水总磷测定值为0.92 ± 0.05mg/L，深度处理出水中总磷的浓度为0.08 ± 0.02mg/L ；
[0038]步骤二、将该膜生物反应器(4111\30111\4.6111(8\1^!0=5221113)停止进水和曝气，静置沉淀2h，排出上清液；
[0039]步骤三、本实施例中膜生物反应器出水总磷浓度大于0.lmg/L，深度处理出水总磷的浓度2 0.03mg/L，且< 0.lmg/L，采用方案IV对膜生物反应器中的老化生物膜进行活化。即栗入深度处理出水500m3，进水后强曝气(使水中的溶解氧在4.5-7.5mg/L范围内)20分钟，然后进行正常水平曝气(使水中的溶解氧在3-4mg/L范围内)。在深度处理和膜生物反应器之间的回流管道中设置混凝池，混凝池中投加铁蛋白，铁蛋白的投加量为每立方米水中5g；
[0040]步骤四、反应器正常运行19小时后，进行强曝气50min，然后停止曝气，静置沉淀2h，排空。
[0041]步骤五、重复步骤二到步骤四3次后，填料上的生物部分脱落；
[0042]步骤六、在步骤三的基础上在反应器每立方米水中投加18g酰基转移酶、6g酪氨酸，重复步骤二、三、六6次之后，生物膜基本脱落，厚度均值在0.2cm左右，CODcr的去除率有效提升15%左右，完成生物I吴原位活化。
[0043]实施例2
[0044]本实施例的一种填料老化生物膜原位活化方法，进行某好氧软性填料生物膜活化。该膜生物反应器中的软性填料上被物化污泥和生化沉积污泥所包裹，形成棍状，且粗细不一。表层生物膜下边为黑色污泥，且有恶臭。生物膜的厚度均值在40mm左右，反应器中水体浑浊且污泥沉降形差，无深度处理工艺。
[0045]本实施例的具体活化过程为:
[0046]步骤一、采集膜生物反应器的出水500mL作为水样，加入ImL硫酸进行酸化，然后取25mL样品进行测定，具体步骤参照GB 11893-89，测定膜生物反应器的出水总磷浓度值为
0.5±0.04mg/L;
[0047]步骤二、将该膜生物反应器(5m X 15m X 2.95m(B X L X H) = 222m3)停止进水和曝气，静置沉淀2h，排出上清液；
[0048]步骤三、当膜生物反应器出水总磷的浓度>0.lmg/L时，采用方案I对膜生物反应器中的老化生物膜进行活化。即栗入初级处理出水，进水后强曝气20分钟，然后进行正常水平曝气(原运行时曝气水平，即维持水中溶解氧在4-5mg/L范围内的曝气量)，然后根据进水的体积按比例投加活化剂。活化剂由酰基转移酶和酪氨酸组成;投加比